人工智能在基础教育中的应用

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人工智能在基础教育中的应用

摘要:文章首先介绍了人工智能的定义,然后分析了人工智能的应用现状,然后提出了人工智能在基础教育中的应用构想,包括利用语音识别与语义分析技术模拟英语语境;利用智能情绪识别技术了解学生认知疑难点;利用人机交互技术为学生在线答疑;虚拟的实践课堂。

关键词:人工智能;基础教育;发展构想

人工智能凭借其在生产、生活、营销等诸多领域所发挥的优势受到了极大的认可,尤其是教育领域。2017年7月,国务院印发的《新一代人工智能发展规划》明确提出要完善人工智能教育体系,建设人工智能学科,在中小学阶段设置人工智能相关课程的规划。2018年4月,教育部印发的《教育信息化2.0行动计划》也提到要推动人工智能、大数据物联网等新兴技术支持下的教育模式变革和生态重构。

一、人工智能的定义

人工智能,简称AI。是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学,属于计算机科学的一个分支,其研究的领域包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等[1]。

二、人工智能的应用现状

目前,许多中小学在基础科目上增加了机器人教育,也就是通过设计、组装、编程、运行机器人来培养学生的综合能力。这种课程为学生带来了更加深刻的学习体验,增强了学生对人工智能的探索精神,激发学生对人工智能及计算机科学的好奇心。青少年心理有极强的不稳定性,需要教师根据不同情况加以指导,这种指导是带有感情色彩和人文关怀的。虽然人工智能在许多问题的处理上有着明显的优越性,但在情感方面缺少人与人交往时的温度。但毋庸置疑,人工智能一定是辅助教学和提升教学效率的有力工具。智能教育时代,基础教育下的教师职业形态应趋于人机协同工作,更好地发挥自我价值[2]。

三、人工智能在基础教育中的应用构想

(一)利用语音识别与语义分析技术模拟英语语境

语音识别和语义分析技术可以智能分析人类的语言,并给予恰当的反馈。这种智能技术如今已经在许多英语学习软件当中应用,通过虚拟人工智能助手与学习者进行英语交流,帮助学习者构建英语语境,纠正并改进英语交流中的错误发音,帮助教师在基础教学中进行英语口试测评,使测评结果更加规范。

(二)利用智能情绪识别技术了解学生认知疑难点

推出情绪识别引擎的FaceThink,于今年获得某大型教育机构的千万级人民币Pre-a轮融资的创始人杨松帆在接受专访时透露,作为技术提供方将通过此次合作率先把“注意力识别”引入教育领域,并期望引领教育等行业步入注意力经济的浪潮。这种情绪识别技术可以通过识别学生的微表情,从兴趣点、注意力等方面综合数据分析,了解不同学生的认知侧重,据此设计出符合学生个性化发展的培优计划。在基础教育中,教师可以通过摄像机了解同学的课堂表现。在课后通过情绪识别技术分析学生的疑惑点及兴趣偏向,根据反馈来进行教学反思,以便教师更好地设置教学计划。

(三)利用人机交互技术为学生在线答疑

人机交互技术是计算机用户界面设计中的重要内容之一,学生可以通过交互技术实现人与计算机的对话,在线解决学习过程中产生的疑问。在教学中,一名教师往往需要为许多学生进行答疑,教学任务繁重,而人机交互技术可以很好地解决这一问题。基础教育的对象年龄往往年龄偏低,对人工智能和信息技术有着强烈的好奇心和兴趣,利用人机交互技术为学生在线答疑,可将教师从繁重的教学任务中解放,使其将更多的精力投入课堂以达到更好的教学效果。

(四)虚拟的实践课堂

除了单一的传授基本的理论知识外,笔者更倾向于利用人工智能构建一种沉浸式的教学环境。学校可以建设虚拟现实教室,通过VR给予学生一种身临其境的体验,延伸学生的学习深度及广度。比如,学生在地理课上学习环境特点时,就可以直接利用虚拟现实技术将学生带入热带雨林、极地冰川等情境中,切实感知地域特点和生存环境。此外,在学生需要切实操作的实验课程也可以通过虚拟现实来完成。化学课可以在虚拟情境中做实验,在增加了学生的动手能力的同时能够保障学生安全。

四、结语

随着计算机科学的进步,现代教育也在朝着更好的方向发展。我们有理由相信,通过对人工智能的进一步研究和探索,现代化教育也将不断迎来新的突破。

参考文献:

[1]德勤数据分析研究学院.中国在AI创新应用上研究报告[DB/OL].[2017-03-15](2019-02-27).

[2]朱永海,刘慧,李云文,等.智能教育时代下人机协同智能层级结构及教师职业形态新图景[J].电化教育研究,2019,40(1):104-112,120.

作者:臧威佳 董德森 单位:延边大学师范学院